JPH01177981A - 移動体移動速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は操作器からの速度指令に応じて移動する関節等
の移動体を有する機械例えば大型クレーンの移動体速度
制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来例えば建設用の大型クレーンの多関節の自動強制減
速停止は、急激又は段階的に行っていた。

また多関節が移動限界領域に入ったかどうかを検出する
ため、１個又は数個のリミットスイッチ。

近接スイ７ｙ−等を用いて輪域内に入ったことを検出す
るようＫしていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の大型クレーンでは、移動限界領域に於ける多関節
の自動強制減速停止は、急激又は段階的に行なっている
為１機械本体に対する衝撃と、荷振れが避けられない。

又、多関節が移動限界領域に入ったかどうかを検出する
のに用いているリミットスイッチ、近接スイッチ等は、
固着、破損の危険度も高く、耐用年数の少なさにも問題
がある。

そこで１本発明は操作器がどのように操作されても、移
動体の移動限界内で、衝撃なしに減速停止が可能な移動
体移動速度制御装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、操作器からの速度指令に応じて移動する移動
体を有した機械において、前記操作器の偏位に関係する
電気信号に対応した移動体の移動限界領域で、その操作
器からの速度指令と、移動限界領域内にあって前記移動
体の位置の関数として求められた無段階に近い制限され
た速度とを比較し、この両者のうち小なる方を前記移動
体の最終の速度指令として出力する装置を備えてなるも
のである。

〔作用〕

本発明は前記のように操作器からの速度指令と。

移動限界領域内にあって移動体の位置の関数として求め
られた無段階に近い制限された速度とを比較し、この両
者の小なる方を、移動体の最終の速度指令として出力さ
れるので、上記目的を達成できる。

〔実施例〕

以下１本発明の実施例九ついて図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の一実施例をプロ７クダイアグラムであ
る。関節軸１に接続されたＩテンンオメータ（又はパル
スエンコーダ）、２から得られた角度又は長さの信号は
Ａ／Ｄ変換器３を通すことによシ、アナログ値よシデイ
ジタル値に変換され、この変換されたディジタル値が演
算装置４例えば中央処理装置（ＣＰＵ）に入力される。

−！た、前記演算装置４には１人為的に移動速度を変化
させるための操作器例えば操作レバー７の偏位をアナロ
グ電気信号を、ディジタル信号に変換するＮの変換器８
の出力を入力し、ここで後述する所定の演算を行う。演
算装置４のディジタル出力は。

Ｄ／Ａ変換器５によυアナログ信号に変換され、このア
ナログ信号は関節軸１を機械的に移動させるサーボ装＃
６に入力される。

第４図は前記関節の部分１機械モデルで、機械本体上に
取シ付けられた位置検出器（角度検出器）３１ならびに
油圧シリンダ３２及びプーム３３゜３４から構成されて
いる。

第５図は前記サーボ装置６の内部及びアクチュエータで
ある油圧シリンダとの関係を示すもので。

機械部分に観点を置いた制御ブロック図で、ディジタル
制御演算を行う中央処理装置（ＣＰＵ）、Ａ／Ｄ変換器
１１　Ｄ／Ａ変換器およびメモリ等からなる制御演算装
置４５、アナログ制御演算及び最終の電気出力信号を生
成し電磁弁４３を制御するナーボアンｆ４４．関節油圧
シリンダ４ノ（第４図の３２に相当）への油量を制御す
る油圧シリンダ駆動用電磁弁４３及び第４図の３３及び
３４に相当する位置検出器４１　（第４１ｇの３１に相
当）及び油圧シリンダ４１から構成されている。なお。

第５図の一点鎖線は油圧ラインを示し、破線は機械的接
続を示し、また実線は電気信号ラインを示している。

第２図は第１図の演算装置４の動作を説明するための図
であシ、関節軸１の軸位置（軸角度）と移動速度の関係
を示している。第３図は移動限界領域に於ける強制減速
する為の移動速度の出力値を求める為の演算フローチャ
ートである。第２図において、１１の破線は演算装置４
の演算処理で求められた制限速度のカーブ、１２の一点
鎖線は操作レバー７から与えられた速度、１３の実線は
演算装置４の演算処理で求められた出力速度のカーブ、
１４は強制速度減速を開始する強制減速開始位置、１５
は移動限界位置、１６は移動限界位置と強制減速開始位
置（角度）の差であるところの限界領域値を示している
。

前記演算装置４に入力されるＡ／Ｄ変換器３のディジタ
ル値が第２図の移動限界位置１５に達したら、制限速度
は０とする（第３図の２１→２７のルート）。移動限界
位置１５に達していなかったら、第２図に示す移動限界
位置前強制減速開始位置７４（強制減速開始位置）に達
しているかをチエツクする（第３図の２１→２２のルー
ト）。

曳在位置が強制減速開始位置に達していなかったら、制
限速度はその軸の後述する限界速度（最高速度）とする
（第３図の２２→２３のルート）。

後述する強制減速開始位置前に達していたら、移動限界
位置１５の値から強制減速開始位置１４の値を差し引い
た限界領域値１６で、移動限界位置１５の値から現在値
（入力値）を差し引いた値を割シ（速度比率の算出）、
限界速度（最高速度）Ｋ乗じて、制限速度を求める（第
３図の２２→２８のルート）。

そして、第１図の操作レバー７からＡ／Ｄ変換器８を通
して得られた操作レバーからの指令速度と演算で得られ
た制限速度との小さい方を出力速度としく第３図の２４
→２５，２６のルート）。

図１に示すＤ／Ａ変換器５でアナログ値に変換してサー
ボ装置へ指令を与え、関節軸１を移動させる。

前記限界速度とは、機械的な仕様により決定されるその
軸が取り得る最大速度を指している。

前記強制減速開始位置とは、その軸の取シ得る機械的な
限界角度（位置）で停止可能な様に定められた。制限速
度で移動中に自動減速を開始する位置（角度）を示して
いる。従って、実際の移動速度が、制限速度よシ小さけ
れば、自動限速の開始は、この位置よシ限界角度（位Ｊ
）の方に近くなる。

これ等の速度と１位置の関係をグラフに示したのが第２
図である。

もっとも、この例は駆動源が油圧による軸移動を前提と
して記述しているが電力によるものも同様となる。又、
本例では１軸のみを対象として記述しているが、２軸以
上の場合の各軸に関しても関節間の機械的干渉がなけれ
ば並列処理により本例と同様の方法が適用可能である。

さらに、移動限界位置内の適当な点の位置の値を設定し
、その点と移動限界位置の間に現在値が在れば警報を発
するという、モニタリング機能の付加も容易に実現可能
である。

以上述べた第２図に示す通シ、たとえ操作レバー７が最
大方向に操作されていても、強制減速開始位置よシ軸位
！（角度）をパラメータとした強制減速速度で軸が移動
することになシ、衝撃なしで移動限界位置で減速停止す
ることが可能となる。

なお、第２図において関節軸が伸縮軸の場合は。

その制御対象が角度ではなく、長さとして行えばよい。

以上述べた実施例によれば、関節軸１の現在値により、
移動限界領域に於ける強制減速する為の移動速度を演算
して求める為、制御サンプリング時間単位の段階減速と
なシ、サンプリング時間を小さく（例えば０．３秒以下
）すれば、無段階に近い減速停止機能が得られる。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、操作器がどのように操作さ
れても、移動体の移動限界内で衝撃なしに減速停止でき
る移動体移動速度制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による移動体移動速度制御装置の一実施
例を示すブロックダイアグラム、第２図は第１図の関節
軸の軸位置（軸角度）と移動速度との関係を示すグラフ
、第３図は第１図の演算装置内で行なわれる演算フロー
チャート、第４図は第１図の機械本体上油圧シリンダと
位置検出器の関係を示す図、第５図は第１図のサーボ装
置及びその周辺装置を示したブロック図である。 １・・・関節軸、２・・・ポテンシオメータ、３・・・
Ａ／Ｄ変換器、４・・・演算装置、５・・・Ｄ／Ａ変換
器。 ６・・・サーボ装置、７・・・操作レバー−８・・・Ａ
／Ｄ変換器。 出願人代匪人　弁理士　　鈴　　江　　武　　彦第１図 達 度 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 操作器からの速度指令に応じて移動する移動体を有した
   機械において、前記操作器の偏位に関係する電気信号に
   対応した移動体の移動限界領域で、その操作器からの速
   度指令と、移動限界領域内にあって前記移動体の位置の
   関数として求められた無段階に近い制限された速度とを
   比較し、この両者のうち小なる方を前記移動体の最終の
   速度指令として出力する装置を備えてなる移動体移動速
   度制御装置。